ITENE desarrolla papel reciclable con propiedades mejoradas para su aplicación en envases de cacao y frutos secos

En el proyecto INNCELPACK, financiado por IVACE+i, el centro tecnológico ha optimizado sus propiedades barrera a gases y agentes ensuciantes líquidos y de sellabilidad. 

El centro tecnológico ITENE ha obtenido un material basado en papel y totalmente reciclable con propiedades barrera y de sellabilidad mejoradas para impulsar su aplicación en envases de cacao en polvo y frutos secos. 

Este ha sido el resultado de las investigaciones llevadas a cabo por centro tecnológico en el proyecto INNCELPACK, financiado por IVACE+i y ejecutado entre junio de 2023 y el mismo mes de 2024. En concreto, el proyecto se ha centrado en la mejora de propiedades de formulaciones reciclables de materiales basados en papel destinadas a packaging alimentario y e-commerce. 

De este modo, se ha buscado dar respuesta a las necesidades surgidas en la industria del packaging ante los requisitos de la Ley de Residuos y Suelos Contaminados para una Economía Circular y el Real Decreto de Envases y Residuos de Envases para impulsar la economía circular y reducir el volumen de residuos de envases.  

Rafael Sánchez, jefe del proyecto en ITENE, ha explicado que, “los sustratos celulósicos o papeles tienen limitaciones para sustituir a los materiales flexibles de origen plástico en lo que a sus propiedades se refiere, especialmente en las barreras”. “Por ello, INNCELPACK se ha enfocado en la mejora de las funcionalidades de los materiales celulósicos, ha apuntado el investigador. 

Mejora de propiedades

Para ello, se han aplicado dos estrategias para mejorar las propiedades barrera y sellante de envases hechos de sustratos celulósicos sin afectar a su reciclabilidad, recubrimientos líquidos aplicados de manera óptima y recubrimientos poliméricos ultradelgados aplicados por plasma (plasmapolimerización). 

Por un lado, se llevó a cabo un proceso de recubrimiento de sustratos celulósicos por vía húmeda. En concreto, consiste en la aplicación de recubrimientos por vía húmeda con distintos recubrimientos o barnices en estado líquido, aplicados con tecnologías de impresión convencionales en la industria de impresión de envase flexible, como la aplicación mediante huecograbado. Este método se utiliza en la industria de envases flexibles y permite que los recubrimientos líquidos se adapten perfectamente a la superficie del papel, logrando una cobertura uniforme y mejorando las propiedades de barrera y sellabilidad del material. Además, este proceso permite reducir el grosor de los materiales en comparación con los envases flexibles convencionales. Estas características hacen que el método sea una opción ecológica y eficiente para la industria del envase y embalaje. 

En concreto, ITENE evaluó distintos recubrimientos comerciales disponibles en el mercado, que fueron optimizados junto con las técnicas de aplicación para cumplir con las propiedades barrera y sellante requeridas para las aplicaciones de packaging. En este sentido, se desarrollaron diferentes estructuras de capas secuenciales con la que se han alcanzado barreras adecuadas (barrera oxígeno, vapor de agua, hidrofobicidad y oleofobicidad) para las aplicaciones en estudio. 

Por otra parte, se aplicó la técnica de plasmapolimerización, que consiste en el empleo de plasma para aplicar recubrimientos de polímeros sobre la superficie de los sustratos celulósicos. A diferencia de los recubrimientos por vía húmeda, la plasma polimerización es un proceso en seco. 

Los recubrimientos obtenidos mediante plasmapolimerización son extremadamente delgados, lo que permite que no afecten a la reciclabilidad de los materiales celulósicos en los que se aplican. Además, ofrecen excelentes propiedades barrera contra líquidos y gases, lo que mejora la resistencia del papel a agentes contaminantes líquidos y compuestos gaseosos, y permiten obtener recubrimientos a escala nanométrica, con una consiguiente bajada de peso del sustrato. Mediante esta técnica, ITENE logró aportar propiedades hidrofóbias y oleofóbicas a los sustratos celulósicos, así como cierta barrera a gases, lo que resulta esencial en diferentes en aplicaciones de envase alimentario. 

En resumen, ambas estrategias buscan mejorar la funcionalidad de los envases de papel y cartón, ya sea mediante recubrimientos líquidos aplicados de manera óptima o mediante recubrimientos ultradelgados aplicados por plasma, sin comprometer la reciclabilidad y sostenibilidad del material.  

De este modo, se han conseguido obtener estructuras sellables con propiedades barreras para envases de frutos secos y  cacao en polvo.